Oamenii de știință au descoperit că lichidele se pot „rupe” precum solidele

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Lichidele se pot rupe precum solidele. Chiar și atunci când credem că am înțeles cum funcționează Universul, fizica reușește să ne surprindă din nou. Cercetătorii au descoperit că lichidele simple pot avea un punct de rupere, dincolo de care se fracturează brusc, asemenea solidelor.

Lichidele se pot rupe precum solidele. Descoperirea este importantă pentru mecanica fluidelor. Dacă lichidele pot nu doar să curgă și să se întindă, ci și să „se rupă”, acest lucru ar putea influența domenii variate, de la imprimarea 3D până la procese biologice din organism.

Fenomenul a fost identificat de o echipă de la Drexel University (SUA) și compania ExxonMobil, în timpul unor experimente privind comportamentul lichidelor vâscoase supuse unor forțe intense. Inițial, cercetătorii au crezut că echipamentul s-a defectat.

Lichidele se pot rupe precum solidele. Oamenii de știință au crezut inițial că este o problemă la echipamente

„Fractura a produs un sunet puternic, ca o pocnitură, care m-a speriat”, a spus inginera chimistă Thamires Lima. Echipa a repetat testele de mai multe ori pentru a confirma rezultatele.

Experimentul a constat în plasarea lichidelor între două plăci metalice și aplicarea unor forțe, în timp ce totul era filmat cu camere de mare viteză. Prima „rupere” a avut loc când lichidul a fost tras cu o forță comparabilă cu greutatea unui sac de cărămizi aplicată pe o suprafață foarte mică.

Fenomenul a fost observat inițial într-un amestec de hidrocarburi asemănător gudronului, apoi și într-un oligomer de stiren, sugerând că vâscozitatea are un rol esențial.

În lichidele mai groase, tensiunea internă se acumulează diferit față de cele fluide. Rezultatele indică faptul că lichidele vâscoase pot crăpa chiar și atunci când sunt întinse lent, însă forța necesară pentru rupere rămâne aproximativ aceeași.

„Descoperirile noastre arată că dacă este supus unui stres suficient, un lichid simplu ajunge la un punct critic în care se fracturează ca un solid”, explică Lima. Cercetătorii cred că acest comportament ar putea fi valabil pentru multe lichide obișnuite, inclusiv apa sau uleiul.

Dovada că încă nu știm totul despre cum funcționează lumea înconjurătoare

Un alt aspect important este viteza la care apar aceste fracturi: între 500 și 1.500 de metri pe secundă.

Acest comportament este compatibil cu fenomenul de cavitație, teoretizat de mult timp. Conform acestei idei, o tensiune suficient de mare poate crea o mică bulă de vid în interiorul lichidului, care contribuie la ruperea acestuia.

Procesul are loc extrem de rapid, ceea ce face dificilă observarea în detaliu, dar existența lui oferă noi direcții de cercetare.

Oamenii de știință vor să afle acum dacă fenomenul apare și în alte tipuri de lichide și în condiții mai puțin controlate. Printre aplicațiile posibile se numără imprimarea cu jet de cerneală și robotica moale, scrie ScienceAlert.

Această descoperire arată că lichidele încă ascund proprietăți neașteptate, iar pe măsură ce tehnologia avansează, este foarte probabil să mai apară surprize.

„Acum că am identificat acest comportament neprevăzut, următorul pas este să înțelegem de ce apare și cum se manifestă în alte lichide. Va fi interesant și să vedem cum poate fi folosit în aplicații precum producția de fibre sau alte procese care implică lichide vâscoase”, spune Lima.

Studiul a fost publicat în revista Physical Review Letters.

Vă recomandăm să citiți și:

Test de cultură generală. Care este cel mai mare număr?

Zilele Pământului devin mai lungi, iar de vină ar fi chiar oamenii

Un studiu care a început în 2005 a arătat că există o limită pentru clonarea genetică

O studentă la chimie a dezvoltat oja transparentă care transformă unghia într-un stylus pentru ecrane tactile